COMMANDE PAR ROUES HYDRAULIQUES OU PAR TURBINES

58.— Le caractère de ces moteurs est de fournir un couple dp rotation constant, ou en d'autres termes une force motrice constante dirigée tangentiellement à la trajectoire du bouton de la manivelle qui commande la pompe.

Pour mieux faire saisir la différence théorique entre ce cas et le mode de commande par un moteur à vapeur, nous supposerons le système tournant (moteur et engrenages de transmission) dépourvu de masse, et par conséquent sans inertie.

59. — L'effort moteur F, constant, agissant au point M suivant MV (fig. 96, pi. I), peut se décomposer suivant la manivelle OMet suivant une parallèle à la direction OA ; cette dernière composante est la force P, transmise au piston, elle vaut :

8in a

elle est infinie pour a = 0, c'est-à-dir^ aux points morts, et égale à F pour ot = 90^.

On peut construire le diagramme de P en portant en abscisses les déplacements du piston (fig. 13 ter, pi. 1), ainsi que la valeur Q de l'effort statique de refoulement. On peut du reste trouver F en remarquant que pour un tour :

2 i:r F =î= 4;- Q d'où :

Le diagramme P affecte la forme d'une courbe à deux branches, asymptotiques aux verticales passant par A et B, il coupe la droite Q en deux points ; l'un correspond au maximum de force vive du système (qui se réduit, d'après l'hypothèse, aux pièces à mouvement alternatif et aux colonnes d'eau); le second point d'intersection correspond au minimum m de force vive, et en supposant que le système y soit à l'arrêt, ce minimum est nul.

L'allure du diagramme des forces vives est caractéristique, elle montre que le piston et l'eau devraient commencer et finir leur mouvement avec

une vitesse finie, c*est-a-dire brusquement. L'accélération positive du mouvement, infinie au point mort, décroît rapidement, prend une valeur négative, et atteint zéro pour augmenter encore à la fin de la course.

60. — En résumé, on se trouve dans des conditions aussi désavantageuses que possible au point de vue des coups de bélier ; car la grande accélération à l'origine ne permet pas à Teau de suivre le piston, et Faccélération positive à la fin, a pour effet de donner à Teau une impulsion en avant, au moment où les soupapes devraient rejoindre leurs sièges.

61 — Nous nous sommes placés, il est vrai, dans des conditions peu pratiques en supposant que l'inertie du système tournant soit négligeable ; Feffet de sa masse n'est évidemment pas de changer la loi des forces vives, mais son mode de répartition entre les diverses pièces.

Ainsi, les variations se portant au commencement et à la fin de la course sur le système tournant, diminuent d'autant celles à subir par les pièces à mouvemenjt alternatif. L'augmentation des volants, et même l'adjonction de couronnes massives aux turbines, commandant des pompes (*), n'a pas d'autre cause.

Les moteurs hydrauliques, qui sembleraient à première vue les plus satisfaisants, à cause de l'uniformité de l'effort, sont les plus défectueux lorsqu'il s'agit d'actionner des pompes à mouvement alternatif, et ce qui précède explique suffisamment pourquoi, malgré l'emploi de grands réservoirs d'air, les pompes mues par turbines ne peuvent recevoir de grandes vitesses (*).

§ III Installation générale des pompes et du moteur.

62. — Le type de pompe à employer varie suivant diverses circonstances, parmi lesquelles la plus importante est le niveau de la fondation de la machine, relativement au puisard et à l'orifice de refoulement. Dans beaucoup de cas, plusieurs systèmes conviennent également bien au but à atteindre, et le choix est déterminé par des considérations de dépenses ; les pompes verticales à plongeur ou du type b — C (fig. 60, pi. 3), ont tou-

1. Comme dans les turbines d'alimentation du canal de la Marne au Rhin.

2. Cette question mériterait de plus longs développements, elle n'a pas été traitée jusqu'ici, à notre connaissance.

jours fait l'objet d'une certaine préférence en Angleterre, les pompes horizontales sont plus en faveur sur le continent. Toute considération relative au moteur étant laissée de côté, on peut poser à ce sujet les principes suivants :

63. — Les pompes horizontales fig. 68 à 73, pi. 3 et 4, peuvent être employées lorsque le niveau de la fondation de la machine est compatible avec la hauteur pratique d'aspiration, qui ne peut dépasser 5 à 6 mètres ; un vide plus grand provoque des dégagements d'air et nuit à l'amorçage.

64. — Les pompes verticales peuvent être admises quelle que soit la position relative des niveaux de la machine et de la nappe du puisard. Ainsi, l'épuisement des mines fournit des exemples dans lesquels les pompes sont actionnées à plus de 500 mètres de la surface ; les pompes peuvent toujours, en effet, avec la commande verticale, être rapprochées du puisard autant qu'on le veut.

65. — Pour de grands volumes d'eau à élever à faible hauteur, il importe, avant tout, d'éviter les changements de direction et le développement des tuyaux, qui forment en ce cas une partie importante de la dépense totale, et qui occasionnent une perte de travail relativement grande; la pompe C à piston creux, aspirante et élévatoire, donne une excellente solution du problème (fig. 74, pi. 4).

66. — Dans chaque cas particulier, il convient, dans le choix des pompes, leur accouplement, etc., d'adopter, toutes circonstances égales, les combinaisons qui assurent aux pièces le meilleur mode de sollicitation; ainsi, il est préférable d'avoir des tiges agissant par traction plutôt que par compression.

Les avantages très importants attachés à la continuité du débit dans les longues conduites peuvent être obtenus par l'accouplement de pompes à simple effet ou de pompes à double effet.

Nous examinerons quelques-unes des installations les plus employées.

PREMIER CAS